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在农业生产中,农药污染对水生生物的影响备受关注。研究人员以尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为对象,研究乙拌磷(ethoprophos)和双草醚钠(bispyribacsodium)单独及联合毒性。结果表明二者会造成神经毒性、肝肾功能损伤和基因毒性,该研究为评估农药风险提供依据。
在广袤的大自然中,水生生态系统宛如一颗璀璨的明珠,滋养着无数的生命。然而,近年来,农药的大量使用却如同一场悄无声息的灾难,逐渐侵蚀着这片美好的家园。农药通过各种途径进入水体,对水生生物的生存构成了巨大威胁。尼罗罗非鱼,作为一种重要的商业鱼类,广泛分布于淡水环境,它不仅是人们餐桌上的美味佳肴,也是生态系统中的重要一环。但如今,它却深受农药之害。为了深入了解农药对尼罗罗非鱼的影响,来自埃及亚历山大大学等机构的研究人员展开了一项意义重大的研究。该研究成果发表在《Fish Physiology and Biochemistry》上,为我们揭示了农药背后隐藏的危害。
在研究方法上,研究人员选取健康的尼罗罗非鱼,在实验室条件下进行适应性饲养。实验设置对照组和处理组,处理组分别暴露于乙拌磷(96 μg/L)、双草醚钠(1.28 μg/L)及二者混合物中,在 7、14、21 和 28 天这几个时间点采集样本。利用乙酰胆碱酯酶(AChE)活性检测评估神经毒性,通过测定碱性磷酸酶(ALP)、天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)活性评估肝功能,检测肌酐和尿素水平评估肾功能,运用微核(MN)试验评估基因毒性 ,并采用独立效应模型分析农药混合物的相互作用。
研究结果显示,在神经毒性方面,与对照组相比,处理组罗非鱼大脑中 AChE 活性在不同暴露时间均受到显著抑制(p≤0.05)。其中,农药混合物对 AChE 活性影响最大,暴露 4 周后,混合物、乙拌磷和双草醚钠处理组的 AChE 活性相较于对照组分别被抑制 82.86%、75.22% 和 53.28%,且抑制作用呈时间依赖性下降。
肝功能指标方面,乙拌磷单独或与双草醚钠联合处理 14、21 和 28 天后,ALP 活性显著升高(p≤0.05);双草醚钠单独处理 28 天后,ALP 水平才显著上升。处理 28 天后,混合物、乙拌磷和双草醚钠处理组的 ALP 水平分别升高 119.18%、63.01% 和 21.92%。同时,所有处理组的 AST 和 ALT 活性在 28 天暴露期内均显著高于对照组,处理 28 天后,尼罗罗非鱼的 AST 活性分别增加 1.52、1.46 和 1.94 倍,ALT 活性平均值分别为 0.461、0.423 和 0.579 U/μg 蛋白 /min。
肾功能指标上,各处理组在所有时间段内,肌酐和尿素水平均显著升高(p≤0.05)。暴露 28 天后,乙拌磷、双草醚钠及其混合物处理组的肌酐水平分别增加 1.95、1.81 和 2.08 倍,尿素水平分别达到 20.38、19.44 和 21.91 μg 尿素 /mg 蛋白,而对照组仅为 12.89 μg 尿素 /mg 蛋白。
基因毒性方面,暴露于农药的鱼血液涂片出现多种红细胞核异常,包括微核、双核、空泡核等。MN 频率随时间显著增加(p≤0.05),暴露 28 天后,乙拌磷、双草醚钠及其混合物处理组的 MN 频率分别达到对照组的 77.43、39.34 和 82.04 倍。
在农药混合物相互作用方面,暴露于混合物呈现协同和拮抗两种作用。在 AChE 和 ALP 活性上,混合物在各暴露时间均表现为协同作用;AST 和 ALT 活性在暴露 7 天时表现为协同,之后转为拮抗;尿素、肌酐和 MN 指标则主要表现为拮抗作用。
研究结论和讨论部分指出,乙拌磷和双草醚钠单独或联合使用,会对尼罗罗非鱼产生神经毒性、肝肾功能损伤和基因毒性。AChE 活性抑制表明神经功能受损,可能影响鱼的生存、生长等行为;肝肾功能指标变化意味着肝脏和肾脏受到损伤;MN 频率增加则显示出遗传物质受到损害。此外,混合物的协同和拮抗作用表明其联合毒性较为复杂。该研究强调,由于农药混合物在农业中广泛使用,需要进一步深入研究其对非靶标生物的亚致死效应,为保护水生生物和生态环境提供科学依据,这对于维护生态平衡和人类健康具有重要意义。